Dla genetyków roślin problem potęgują pewne geny

Kiedy genetycy roślin znajdują gen, który poprawia plony, chcą spróbować wprowadzić tę samą zmianę w innych uprawach. Ale profesor Cold Spring Harbor Laboratory i badacz HHMI Zachary Lippmann ostrzega, że ​​sama wiedza, co robi jeden gen, nie wystarczy. Dowiedz się, że warto znać inne blisko spokrewnione geny, które mogą czaić się w genomie, aby zapobiec oczekiwanej poprawie.

W wyszukiwaniu wymienionym w rośliny przyrodniczei Lippman, były postdoktor Cao Xu (obecnie w Chińskiej Akademii Nauk w Pekinie) wraz z kolegami pokazują, jak często geny w genomy roślin Plany twórców upraw są skomplikowane. Duplikacje genetyczne są powszechne w roślinach. Wiele z nich działa jako „kopie zapasowe” oryginalnego genu. Jednak opierając się na zaskakujących odkryciach swojego zespołu, Lipman twierdzi, że posiadanie wybitnego kandydata do edycji genów nie wystarczy, aby przewidzieć wynik planowanych zmian i zaprojektować ulepszenia upraw”.

Grupa badała gen klv3. Ten gen wytwarza białko, które ogranicza wzrost tkanka roślinna. mutacje w klv3 Doprowadziło to do zwiększenia plonów wielu rodzimych roślin. Na przykład w pomidorach mutacje w klv3 Kojarzony z większymi owocami Z większą liczbą sekcji nasion. Zespół Lippmanna dostarczył równoważne mutacje w: klv3 Gen w roślinach pomidora, tytoniu, wiśni i petunii. Wszystkie cztery fabryki są członkami bakłażan rodzina, znana również jako wilcza jagoda. Lipman i jego koledzy spodziewali się podobnych wyników, ale to, co odkrył, było intrygujące.

W przypadku tytoniu efekty były ogromne, podwajając wielkość niektórych obszarów wzrostu. Ta zmiana była spowodowana utratą fabryki klv3 gen rezerwowy. W pomidorach przechowywany jest częściowo zduplikowany gen klv3 Mutacje, więc efekty były łagodniejsze. W zmiażdżonej wiśni i petunii, zmutowane klv3 Nie przyniosło to większego efektu. To były obie rośliny klv3Podobnie jak geny, które zrekompensowały zmiany wprowadzone przez naukowców do klv3 gen.

Dla Lippmanna lekcja jest taka, że ​​ulepszanie plonów poprzez edycję genomu może wymagać inwentarza zduplikowanych genów. Twórcy upraw muszą zrozumieć, jak ważne geny są duplikowane, usuwane i zmieniane w czasie ewolucyjnym. Pozwala to naukowcom na opracowanie dalszych oczekiwanych ulepszeń w uprawach.